祖冲之及刘辉在圆相关知识上的贡献。

如题所述

南北朝时祖冲之算出的圆周率的近似值在3.1415926和3.1415927之间,并提出圆周率的疏率为22/7,密率为355/113。祖冲之首创上下限的提法,将圆周率规定在这个界限间。并且他的圆周率精确值在当时世界遥遥领先,直到1000年后阿拉伯数学家阿尔卡西才超过他。所以,国际上曾提议将“圆周率”定名为“祖率”。
祖冲之还给出π的两个分数形式:22/7(约率)和355/113(密率),其中密率精确到小数第7位,在西方直到16世纪才由荷兰数学家奥托重新发现。祖冲之还和儿子祖暅一起圆满地利用“牟合方盖”解决了球体积的计算问题,得到正确的球体积公式。

刘徽,山东邹平县人,魏晋期间伟大的数学家,中国古典数学理论的奠基者之一。是中国数学史上一个非常伟大的数学家,他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》。
在几何方面,提出了“割圆术”,即将圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求圆面积和圆周长的方法。他利用割圆术科学地求出了圆周率π=3.1416的结果。他用割圆术,从直径为2尺的圆内接正六边形开始割圆,依次得正12边形、正24边形……,割得越细,正多边形面积和圆面积之差越小,用他的原话说是“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣。”他计算了3072边形面积并验证了这个值。刘徽提出的计算圆周率的科学方法,奠定了此后千余年来中国圆周率计算在世界上的领先地位。用出入相补、以盈补虚的原理及“割圆术”的极限方法提出了刘徽原理,并解决了多种几何形、几何体的面积、体积计算问题。这些方面的理论价值至今仍闪烁着余辉。
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第1个回答  2013-02-07
故事:祖父经常给祖冲之讲一些科学家的故事,其中张衡发明地动仪的故事深深打动了祖冲之幼小的心灵。

祖冲之常随祖父去建筑工地,晚上,在那里他常同农村小孩们一起乘凉、玩耍。

天上星星闪烁,在祖冲之看来,这些星星很杂乱地散布着,而农村孩子们却能叫出星星的名称,如牛郎、织女以及北斗星等,此时,祖冲之觉得自己实在知道得很少。

祖冲之不喜欢读古书。5岁时,父亲教他学枟论语枠,两个月他也只能背诵十几句。气得父亲又打又骂。可是他喜欢数学和天文。

一天晚上,祖冲之躺在床上想白天老师说的“圆周是直径的3倍”这话似乎不对。

第二天早,他就拿了一段妈妈绱鞋子的绳子,跑到村头的路旁,等待过往的车辆。

一会儿,来了一辆马车,祖冲之叫住马车,对驾车的老人说:

“让我用绳子量量您的车轮,行吗?”老人点点头。

祖冲之用绳子把车轮量了一下,又把绳子折成同样大小的3段,再去量车轮的直径。量来量去,他总觉得车轮的直径没有1/3的圆周长。

祖冲之站在路旁,一连量了好几辆马车车轮的直径和周长,得出的结论是一样的。

这究竟是为什么?这个问题一直在他的脑海里萦绕。他决心要解开这个谜。

经过多年的努力学习,祖冲之研究了刘徽的“割圆术”。所谓“割圆术”就是在圆内画个正6边形,其边长正好等于半径,再分12边形,用勾股定理求出每边的长,然后再分24、48边形,一直分下去,所得多边形各边长之和就是圆的周长。

祖冲之非常佩服刘徽这个科学方法,但刘徽的圆周率只得到96边,得出3 . 14的结果后就没有再算下去,祖冲之决心按刘徽开创的路子继续走下去,一步一步地计算出192边形、384边形 ⋯⋯ 以求得更精确的结果。

当时,数字运算还没利用纸、笔和数码进行演算,而是通过纵横相间地罗列小竹棍,然后按类似珠算的方法进行计算。

祖冲之在房间地板上画了个直径为1丈的大圆,又在里边做了个正6边形,然后摆开他自己做的许多小木棍开始计算起来。

此时,祖冲之的儿子祖 􀀀 已13岁了,他也帮着父亲一起工作,两人废寝忘食地计算了十几天才算到96边,结果比刘徽的少0 . 000002丈。

祖 􀀀 对父亲说:“我们计算得很仔细,一定没错,可能是刘徽错了。”祖冲之却摇摇头说:“要推翻他一定要有科学根据。”于是,父子俩又花了十几天的时间重新计算了一遍,证明刘徽是对的。

祖冲之为避免再出误差,以后每一步都至少重复计算两遍,直到结果完全相同才罢休。

祖冲之从12288边形,算到24567边形,两者相差仅0 . 0000001。祖冲之知道从理论上讲,还可以继续算下去,但实际上无法计算了,只好就此停止,从而得出圆周率必然大于3 . 1415926,而小于3 . 1415927。

很多朋友知道了祖冲之计算的成绩,纷纷登门向他求教。之后,祖冲之又进一步得出圆周率的密率是355/113,约率是22/7。直到1000多年后,德国数学家鄂图才得出相同的结果。
第2个回答  2013-02-07
圆周率精确计算在当时领先世界几百年。